1.2344 kalite takım çeliğine alternatif sıcak iş takım çeliğinin ısıl işlem parametrelerinin belirlenmesi ve hadde bıçak uygulamalarındaki performansının incelenmesi

1.2344 KALİTE TAKIM ÇELİĞİNE ALTERNATİF SICAK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN ISIL İŞLEM PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ VE

HADDE BIÇAK UYGULAMALARINDAKİ PERFORMANSININ İNCELENMESİ

2016

YÜKSEK LİSANS TEZİ

METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

Onur ÖZER

1.2344 KALĠTE TAKIM ÇELĠĞĠNE ALTERNATĠF SICAK Ġġ TAKIM ÇELĠĞĠNĠN ISIL ĠġLEM PARAMETRELERĠNĠN BELĠRLENMESĠ VE

HADDE BIÇAK UYGULAMALARINDAKĠ PERFORMANSININ ĠNCELENMESĠ

Onur ÖZER

Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek Lisans Tezi

Olarak HazırlanmıĢtır

KARABÜK Haziran 2015

Onur ÖZER tarafından hazırlanan “1.2344 KALĠTE TAKIM ÇELĠĞĠNE

ALTERNATĠF SICAK Ġġ TAKIM ÇELĠĞĠNĠN ISIL ĠġLEM

PARAMETRELERĠNĠN BELĠRLENMESĠ VE HADDE BIÇAK

UYGULAMALARINDAKĠ PERFORMANSININ ĠNCELENMESĠ” baĢlıklı bu tezin Yüksek Lisans Tezi olarak uygun olduğunu onaylarım.

Prof. Dr. Hayrettin AHLATÇI ...

Tez DanıĢmanı, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı

Bu çalıĢma, jürimiz tarafından oy birliği ile Metal Eğitimi Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiĢtir. 24/06/ 2016

Ünvanı, Adı SOYADI (Kurumu)

Ġmzası

BaĢkan : Yrd.Doç.Dr. Yunus TÜREN (KBÜ) ...

Üye : Prof. Dr. Hayrettin AHLATCI (KBÜ) ...

Üye : Yrd.Doç.Dr. A. Cahit KARAOĞLANLI (BÜ) ...

.../.../2016

KBÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu, bu tez ile, Yüksek Lisans derecesini onamıĢtır.

Prof. Dr. Nevin AYTEMĠZ ...

Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

“Bu tezdeki tüm bilgilerin akademik kurallara ve etik ilkelere uygun olarak elde edildiğini ve sunulduğunu; ayrıca bu kuralların ve ilkelerin gerektirdiği şekilde, bu çalışmadan kaynaklanmayan bütün atıfları yaptığımı beyan ederim.”

Onur ÖZER

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

1.2344 KALĠTE TAKIM ÇELĠĞĠNE ALTERNATĠF SICAK Ġġ TAKIM ÇELĠĞĠNĠN ISIL ĠġLEM PARAMETRELERĠNĠN BELĠRLENMESĠ VE

HADDE BIÇAK UYGULAMALARINDAKĠ PERFORMANSININ ĠNCELENMESĠ

Onur ÖZER

Karabük Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Tez DanıĢmanı:

Prof. Dr. Hayrettin AHLATÇI Haziran 2016, 50 sayfa

Bu çalıĢmada Haddehanelerde sıcak hadde yarı ürünlerini (kütük, lama, yuvarlak v.b.) kesmek için kullanılan 1.2344 kalite uçar makas bıçağına alternatif olarak önerilen: konvensiyonel yöntemle üretilmiĢ 1.2367 ve ESR (Elektro Cürufaltı Ergitme) üretim yöntemi ile üretilmiĢ olan 1.2367esr kalite çeliklerin laboratuvarda (mekanik özellikler) ve gerçek ortamda (Hadde) servis testleri yapılmıĢtır.

Karakterizasyon testleri için malzemelerden, tel erezyon yöntemi ile 10‟ar adet 10x10x55mm ve 14x19x50mm ebatlarında numuneler çıkarılmıĢtır. Ġncelenen çelik kalitelerinin öncelikle MeneviĢleme diyagramı çıkartılmıĢ ve ardından Block on Ring aĢınma cihazında 10,30,50 ve 80 N yük altında, 60 ve 220 mesh zımpara üzerinde, toplam 54 metre yol aldırılarak aĢınma davranıĢı incelenmtir. Malzemede oluĢan ağırlık kayıplarını desteklemek amacı ile SEM ve XRD analizleri yapılmıĢtır.

Malzemenin ani bir yüke maruz kaldığında nasıl davranacağını tespit edebilmek amacı ile 25 ve 400 ⁰C‟de soğuk ortam ve sıcak ortam darbe deneyleri yapılmıĢtır.

Nihai olarak Haddehanelerdeki gerçek kullanım performansını incelemek amacı ile CNC iĢleme merkezinde gerçek bir Hadde bıçağı yapılıp, Muhtelif ebatlardaki 1040 malzemeyi kesme performansları, 1.2344 malzeme ile karĢılaĢtırmalı olarak incelenmiĢtir.

MeneviĢlemeye karĢı en iyi direnci 1.2367esr göstermiĢtir. XRD sonuçlarına göre incelenen tüm takım çelliklerinde Cr₃C₇, Cr₂₃C₆, (Mo, Fe, Mn)₂C ve MoC çözünmemiĢ karbürleri gözlemlenmiĢ olup 1.2344‟de farklı olarak VC karbürü gözlemlenmiĢtir. Hem oda sıcaklığında hem de 400 ⁰C‟de yapılan darbe deneyinde, darbeye karĢı en yüksek direnci 1.2367esr göstermiĢtir.

Darbe sonrası 400 ⁰C‟de yapılan kırık yüzey incelendiğinde 1.2344 ve 1.2367‟nin gevrek bir kırılma sergilediği, 1.2367esr‟nin ise sünek kırılma sergilediği gözlemlenmiĢtir. Haddehanede yapılan testlerde aynı kimyasal bileĢime sahip olmalarına karĢın, 1.2367esr, 1.2367‟ye kıyasla 2 kat performans sergilemiĢtir.

Anahtar Sözcükler : 1.2344, 1.2367, Hadde, Bıçak, MeneviĢleme, Takım Çeliği Bilim Kodu : 915.1.092

ABSTRACT

M. Sc. Thesis

DETERMINATION OF HEAT TREATMENT PARAMETERS and INVESTIGATION OF APPLICATION PERFORMANCE in KNIFE

ALTERNATIVE of 1.2344 TOOL STEEL Onur ÖZER

Karabük University

Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Metallurgy and Materials Engineering

Thesis Advisor:

Prof. Dr. Hayrettin AHLATÇI June 2016, 50 pages

In this study, laboratuary characterization and industrial service (applications of rolling mill knife) tests of 1.2367 quality tool steel produced by conventional method 1.2367 and by ESR (Electroslag remelting) (coded as 1.2367esr) have been carried out compared to 1.2344 quality tool steel. The samples for characterization tests was cut with a wire erosion method in size of 10x10x55mm and 14x19x50mm.

Microstructure (SEM and XRD), mechanical properties (hardness and impact test) and abrasive wear behaviour were examined on the prepared samples. Tempering diagram of the investigated material primarily was formed and then abrasive wear tests were subjected to the materials under 10,30,50 and 80N load on the 60 and 220 mesh sand papers along total of 54 meters road submissions device on the Block on Ring wear test. Wear tests were eveluated by measuring the weight loss of the samples. Cold (25 ⁰C) and hot environment (400 ⁰C) impact tests were performed, After wear and impact tests failure surfaces were examined on the SEM and XRD.

How to behave with the aim to detect when the material is exposed to a sudden load.

It made a real knife on the CNC machining center, 1040 material cutting performance in various sizes, materials were examined in comparison with 1.2344.

The tempering resistant of 1.2367esr is higher than the others. All tool steel which was examined by the XRD results, Cr3C7 ,Cr23C6 (Mo, Fe, Mn)2C and MoC undissolved carbides was observed. it was observed differently in 1.2344 VC carbides. Both at 400⁰C impact tests and conducted at room temperature, 1.2367esr showed the highest resistance against impact. after Impact 1.2344 and 1.2367 showed a crispy 400 ⁰C. 1.2367esr the ductile fracture was observed. In tests rolling mill despite having the same chemical composition, 1.2367esr is, showed 2 fold performance compared to 1.2367.

Keywords : 1.2344, 1.2367, Rolling, Knife, Tempering, Tool Steel Science Code : 915.1.092

TEġEKKÜR

Lisans ve yüksek lisans eğitimim boyunca daimi olarak katkılarını gördüğüm ve aynı zamanda yapılan bu tez çalıĢmasının gerek hazırlanmasında gerekse yaptığımız bütün deney ve çalıĢmalarda engin bilgilerinden yararlandığım ve insan olarak her zaman örnek aldığım, benden desteğini hiçbir zaman eksik etmeyen saygıdeğer hocam Prof.Dr. Hayrettin AHLATCI„ ya teĢekkürlerimi bir borç bilirim.

Lisans ve yüksek lisans eğitimim süresince bilgi ve deneyimleri ile bana yol gösteren, daimi olarak desteklerini gördüğüm, Doç.Dr. Yavuz SUN ve Yrd.Doç.Dr.

Yunus TÜREN‟e teĢekkür ederim.

Tez ÇalıĢmam boyunca maddi manevi hiçbir desteğini esirgemeyen, engin bilgi ve tecrübelerinden daima faydalandığım Sağlam Metal San. Tic. A.ġ. Yönetim Kurulu BaĢkanı, Metalurji Yüksek Mühendisi Hakan KOÇAK Bey‟e ve deneysel çalıĢmalar sırasında daima desteğini gördüğüm Metalurji Yüksek Mühendisi Burak KARADUMAN Bey‟e teĢekkür ederim.

Bıçakların Haddehanede denenmesi aĢamasında hiçbir yardımı esirgemeyen Kalite Kontrol Müdürü Makine Yüksek Mühendisi Aytekin KURT bey baĢta olmak üzere tüm SAKA D.Ç. Tic. A.ġ. çalıĢanlarına teĢekkür ederim.

Bütün hayatım boyunca minnet borçlu olduğum maddi ve manevi hiçbir fedakârlıktan kaçınmayan annem Nurhan ÖZER ve babam Hüseyin ÖZER‟e teĢekkür ederim.

ĠÇĠNDEKĠLER

Sayfa

KABUL ... ii

ÖZET... iv

ABSTRACT ... vi

TEġEKKÜR ... viii

ĠÇĠNDEKĠLER ... ix

ġEKĠLLER DĠZĠNĠ ... xi

ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ ... xiii

BÖLÜM 1 ... 1

GĠRĠġ ... 1

BÖLÜM 2 ... 3

TAKIM ÇELĠKLERĠ ... 3

2.1.TAKIM ÇELĠKLERĠNDE KULLANILAN ALAġIM ELEMENTLERĠ VE KULLANIM ORANLARI ... 3

2.2. SOĞUK Ġġ TAKIM ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ ... 4

2.3.SICAK Ġġ TAKIM ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ ... 5

2.4. YÜKSEK HIZ TAKIM ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ ... 5

2.5. PLASTĠK KALIP ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ ... 6

BÖLÜM 3 ... 7

ISIL ĠġLEM ... 7

3.1. SERTLEġTĠRME ... 8

3.1.1. Martenzit OluĢumunda Kristal Yapıdaki Olaylar ... 9

3.1.2. Malzeme Boyutları ... 9

3.1.3. Çeliklerin SertleĢtirme ĠĢleminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar .... 9

3.2. TAVLAMA ... 12

3.3. MENEVĠġLEME ... 12

Sayfa

3.4. SIFIRALTI ĠġLEMĠ ... 12

BÖLÜM 4 ... 14

DENEYSEL ÇALIġMALAR ... 14

BÖLÜM 5 ... 21

DENEYSEL SONUÇLAR VE TARTIġMA ... 21

5.1. MENEVĠġLEME DĠYAGRAMININ ÇIKARTILMASI ... 21

5.2. MĠKROYAPI SONUÇLARI ... 22

5.3. MEKANĠK ÖZELLĠKLER ... 29

5.4. ODA SICAKLIĞI AġINMA SONUÇLARI ... 33

5.5. YÜKSEK SICAKLIK AġINMA SONUÇLARI ... 40

5.6. HADDEHANEDE YAPILAN BIÇAK PERFORMANS SONUÇLARI ... 43

5.7. GENEL SONUÇLAR ... 46

KAYNAKLAR ... 48

ÖZGEÇMĠġ ... 50

ġEKĠLLER DĠZĠNĠ

Sayfa

ġekil 2.1. Takım Çeliklerinin Temeper Sıcaklığının Sertliğe Etkisi ... 2

ġekil 3.1. Demir Karbon Denge Diyagramı ... 7

ġekil 3.2. TTT diyagramı ... 8

ġekil 3.3. Tavlama ĠĢlemi ... 10

ġekil 4.1. Spektramax Marka Spektromere Cihazı ... 14

ġekil 4.2. SCHMETZ marka ısıl iĢlem fırını ve Isıl ĠĢlem Basamakları ... 15

ġekil 4.3. Robofil 240 Tel Erezyon cihazı ... 16

ġekil 4.4. MillPlus ĠĢleme Merkezi ... 16

ġekil 4.5. Struers tegrapol 21 otomatik parlatma cihazı ... 17

ġekil 4.6. Zeiss Ultra Plus SEM Cihazı ... 17

ġekil 4.7. Rigaku marka XRD analiz cıhazı ... 18

ġekil 4.8. Qness marka sertlik test cihazı ... 18

ġekil 4.9. Zwick/Roell RKP450 Sarkaç Tipi Darbe Test Cihazı ... 19

ġekil 4.10. Abrasiv tambur üzerinde blok aĢınma cihazı ... 20

ġekil 4.11. Saka D.Ç. Sıcak Hadde Tezgahı ... 22

ġekil 4.1. DIN 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr Takım Çeliklerinin MeneviĢleme Diyagramı ... 23

ġekil 5.2. Ġncelenen DIN 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr Takım Çeliklerinin SEM görüntüleri ... 24

ġekil 5.3. a,b) 1.2344 sıcak iĢ takım çeliğine ait SEM mikroyapısı c) EDS sonuçları . ... 25

ġekil 5.4. a) 1.2367 sıcak iĢ takım çeliğine ait SEM mikroyapısıb) EDS sonuçları 26 ġekil 5.5. a) 1.2367 sıcak iĢ takım çeliğine ait SEM mikroyapısı (b) çizgisel EDS sonuçları ... 26

ġekil 5.6. a)1.2367esr sıcak iĢ takım çeliğine ait sem mikroyapısı b)eds sonuçları 35 ġekil 5.7. Ġncelenen 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr Takım Çeliklerinin XRD analiz sonuçları ... 37

ġekil 5.8. Darbe numunelerinin oda sıcaklığında ve 400C‟de ki sıcak darbe sonrası sertlik değerlerinin grafik ile gösterimi ... 28

ġekil 5.9. Malzemelerin darbe enerjilerinin grafikte gösterimi ... 29

ġekil 5.10. 25 ⁰C‟deki Darbe numunelerinin SEM görüntüleri... 30

Sayfa

ġekil 5.11. 400 ⁰C‟deki Darbe numunelerinin SEM görüntüleri... 31

ġekil 5.12. Bıçak Numunelerinin Ağırlık Kaybı-Kayma Mesafesi Sonuçlarının KarĢılaĢtırılmalı Olarak Gösterimi. ... 32

ġekil 5.13. AĢınma Hızı-Kayma Mesafesi grafiği... 34

ġekil 5.14. 60 Mesh 50 ve 80 N yük altında yapılan AĢınma Yüzeylerinin DüĢük Büyütme SEM görüntüleri. ... 36

ġekil 5.15. 60 Mesh 50 ve 80 N yük altında yapılan AĢınma Yüzeylerinin Yüksek Büyütme SEM görüntüleri ... 37

ġekil 5.16. 220 Mesh 50 ve 80 N yük altında yapılan AĢınma Yüzeylerinin DüĢük Büyütme SEM görüntüleri ... 38

ġekil 5.17. 220 Mesh 50 ve 80 N yük altında yapılan AĢınma Yüzeylerinin Yüksek Büyütme SEM görüntüleri ... 39

ġekil 5.18. 50N 400 ⁰C‟de Ağırlık Kaybı Kayma Mesafesi Grafiği diyagramı ... 40

ġekil 5.19. AĢınma Hızı Kayma Mesafesi Grafiği ... 41

ġekil 5.20. Sıcak AĢınma SEM Görüntüleri ... 41

ġekil 5.21. 1.2367 Malzeme ile Yapılan Bıçakların ÇalıĢma Sonrası Fotoğrafları .. 42

ġekil 5.22. AĢınma miktarının kesim sayısına oranının tablo ile gösterimi ... 45

ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ

Sayfa Çizelge 4.1. DIN 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr malzemelerin kimyasal analiz

değerleri ... 15

Çizelge 5.1. Farklı Sıcaklıklarda MeneviĢlenen Takım Çeliklerinin Sertlik DeğiĢimi ... 21

Çizelge 5.2. Darbe numunelerinin oda sıcaklığında ve 400°C‟deki sıcak darbe sonrası sertlik değerleri ... 29

Çizelge 5.3. Malzemelerin Darbe Enerjileri ... 30

Çizelge 5.4. 1.2344malzemenin 220 ve 60 zımpara üzerindeki ağırlık kayıpları ... 33

Çizelge 5.5. 1.2367malzemenin 220 ve 60 zımpara üzerindeki ağırlık kayıpları ... 33

Çizelge 5.6. 1.2367esr malzemenin 220 ve 60 mesh zımpara üzerindeki ağırlık kayıpları ... 33

Çizelge 5.7. Kesim baĢına AĢına aĢınma miktarı ... 45

BÖLÜM 1

GĠRĠġ

Günümüz demir çelik sektöründe, haddehanelerde sıcak haddelenmiĢ kütük mamullerini kesmek için kullanılan uçar makas bıçakları, maruz kaldıkları yüklerden ve çevresel Ģartlardan dolayı aĢınma, kırılma ve kalıcı deformasyona (ezilme) uğramaktadırlar. Bu olumsuzluklarla birlikte bakım-onarım için geçen süre ve bıçağın kırılması veya ezilmesi durumunda gerçekleĢen ani duruĢlar da göz önüne alındığında, Hadde bıçağının düĢük kalitede olması üretim açısından ciddi aksamalara sebebiyet verip üretimi azalttığı gözlenmektedir.

Haddehanelerde kullanılan uçar makas bıçaklarının aĢınma ve darbe dayanımlarını iyileĢtirmek için 1.2344 (X40CrMoV5-1) takım çeliğine alternatif olarak üretilen 1.2367 ve 1.2367esr çeliğin ısıl iĢlem parametrelerinin belirlenmesi son derece büyük bir önem arz etmektedir. Zira bıçağın sıcak aĢınma direncinin fazla olması için meneviĢlenmeye karĢı direncinin de fazla olması ve yüksek sıcaklıkta uzun süre sertliğini yitirmeden tok kalması gerekmektedir. ĠĢletmelerin sürekli olarak üretim hızını ve üretim kapasitelerini arttırmak istemesi ve haftalık duruĢların minimuma çekilebilmesi noktasında bıçaklar önemli bir rol oynamaktadır. Üretim esnasında bir bıçağın değiĢtirilmesi 40 dk ve hasara uğrayan bıçağın yeniden kaynak ve taĢlama iĢleri ise yaklaĢık 3 saat sürmektedir. Haddelenen mamullerin kesilmeden sevkiyatının da yapılamayacağı düĢünüldüğünde konunun önemi bir kez daha anlaĢılmaktadır.

Ġyi bir sıcak iĢ takım çeliği ve ona uygulanan uygun meneviĢleme ile bu sorunun önüne geçilebilir… Günümüzde hadde bıçakları, Konvensiyonel takım çeliklerinden olan 1.2344 kalite sıcak iĢ takım çeliğinden yapılmaktadır(MeneviĢlenmeye karĢı direnci soğuk iĢ takım çeliklerinden ve bir çok sıcak iĢ takım çeliğinden daha iyidir).

Ancak günümüz teknolojisinde haddehanelerdeki seri üretim hızının arttırılması

istendiğinde 1.2344 çeliğinin ihtiyaçlara yeterince cevap vermediği gözlemlenmektedir. Uçar makas bıçaklarından optimum verim almak ve iĢletmelerde bıçak giderlerini en aza indirmek için 1.2344 çeliğine alternatif olarak üretilen takım çeliğinin, yüksek aĢınma dayanımı ve yüksek darbe dayanımına sahip olması ve yüksek sıcaklıklarda sertliğini kaybetmemesi beklenmektedir… Bu yüzden, bıçak malzemesinin cinsi ve malzemenin ısıl iĢlem geçmiĢi ile birlikte malzemenin çalıĢma Ģartları ve malzemenin deformasyonuna etki eden faktörler de topyekün olarak hassas bir Ģekilde incelenmeli ve değerlendirilmelidir.

BÖLÜM 2

TAKIM ÇELĠKLERĠ

Endüstride kullanılan takım çelikleri hem iĢlenmesi hem de Ģekillendirilmesi amacı ile kullanılan yüksek alaĢımlı çelik grubudur. Dünyada toplam çelik üretiminin % 8‟ine sahip olan takım çeliklerinin kullanım alanı her geçen yıl sürekli olarak artıĢ göstermektedir. Çelik malzemelerin takım çeliği olarak sınıflandırılması sadece kullanım amacına yönelik olmaktadır. Diğer çelik gurupları gibi takım çeliklerinde kimyasal bileĢime göre sınıflandırma veya sınırlandırma mümkün olmamaktadır.

Zira hem kimyasal bileĢim çok geniĢ aralıklarda değiĢebilmekte hem de diğer çelik gurupları ile kesiĢebilmektedir. Bu yüzden aynı kimyasal bileĢimdeki çelikler üretim yöntemlerindeki değiĢikliklerle farklı özelliklere sahip olabilmektedir. Bu sayede farklı kullanım alanlarında aynı kimyasal bileĢime sahip malzemeler farklı isimler ile adlandırılabilmektedir [1].

2.1. TAKIM ÇELĠKLERĠNDE KULLANILAN ALAġIM ELEMENTLERĠ VE KULLANIM ORANLARI

Takım çeliklerinin sistematik olarak içerdiği alaĢım elementlerine ve kimyasal bileĢimine göre sınıflandırılması mümkün olmadığı için sınıflama ana kullanım alanına göre yapılmaktadır. Burada karakteristik farklılık malzemenin özellilerini de etkiler Ģekilde kullanım sıcaklığıdır. Buna göre DIN 17350 normunda takım çelikleri Soğuk iĢ takım çelikleri, Sıcak iĢ takım çelikleri, Yüksek hız takım çelikleridir. Bu malzemeleri birbirlerinden ayıran en önemli özellik sertlik ve bu sertliğin temperleme sıcaklığı ile değiĢimidir.

ġekil 2.1. Takım çeliklerinin, temper sıcaklığının sertliğe etkisi.

Soğuk iĢ takım çelikleri yüksek baĢlangıç sertliğine sahiptir. Bu sertlik, 200 ⁰C sıcaklığın üzerine çıkıldıkça Ģiddetli bir Ģekilde düĢer. Buna karĢılık sıcak iĢ takım çelikleri daha düĢük temper öncesi sertliğe sahip olmakla birlikte bu sertlik 600 ⁰C temper sıcaklıklarına kadar sabit kalır ve düĢmez. Yüksek hız takım çelikleri ise hem yüksek temper öncesi sertliğe sahiptir ve hem de bu sertlik çok yüksek temper sıcaklıklarına kadar kalıcı olur. Yüksek hız ve sıcak iĢ takım çeliklerinin en önemli özelliklerinden birisi de 500-600 ⁰C temper sıcaklık sıcaklıkları arasında sertlikte gözlenen artıĢtır. Ġkincil sertlik artıĢı olarak bilinen bu artıĢ Vanadyum, Wolfram ve Molibdenyum gibi elementlerin karbür çökeltileri ile meydana gelir. Bu durum, malzemenin 500 ⁰C ve üzerindeki sıcaklıklarda kullanılmasına imkan sağlar [1].

2.2. SOĞUK Ġġ TAKIM ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ

ÇalıĢma sıcaklığı 200 ⁰C‟nin altında olan ve metalleri Ģekillendirme ve kesme amaçlı üretilen kalıplarda kullanılan çelikler, soğuk iĢ takım çelikleri olarak adlandırılırlar.

Form verme, kesme, , hassas kesme, derin çekme, toz presleme, soğuk dövme, vb.

uygulamalar soğuk iĢ takım çeliğinin kullanılabileceği uygulamalardandırlar. Soğuk iĢ takım çeliklerinin aĢınma dayanımının iyi olması, sıvanabilme özelliğinin iyi olması, tokluğunun iyi olması, sünekliğinin iyi olması, iĢlenebilirliğinin iyi olması, yüksek mukavemete sahip olması, iĢlenebilirliğinin ve sertleĢebilirliğinin iyi olması gerekmektedir [7].

2.3. SICAK Ġġ TAKIM ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ

Bu çelikler, 200 ⁰C‟nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda çalıĢan metal malzemelerin talaĢ kaldırmaksızın Ģekillendirilmesinde tercih edilen takım çeliği grubu malzemeleridir. Esas kullanım yerleri, hafif metallerin ekstrüzyon kalıpları veya basınçlı döküm veya dövme kalıplarıdır. Bu malzemelerin sıcaklık yüklenmeleri genellikle periyodik ani sıcaklık değiĢimleri veya yüksek sıcaklıklardaki yüksek mekanik yüklenmeler olmaktadır. Bu Malzemelerin çalıĢma sıcaklıkları 200 ⁰C‟nin üzerinde olup, yüksek termoĢok dayanımının yanında, temper, yüksek sıcaklık, tokluk ve sıcak aĢınma dayanımın iyi olması beklenmektedir.

Temper dayanımı Takım malzemesi yüksek sıcaklıkta kullanılıyor veya kullanım sırasında takım ısınması varsa malzemenin bu ısı giriĢi ve sıcaklık artıĢı ile sertlik kaybı göstermemesi gerekir. Artan ısıtma ile sertlik kaybı ne kadar düĢükse malzemenin temper dayanımı da o kadar yüksek olur. Temper dayanımının görüleceği yer temper diyagramıdır. Burada sertlik ile eĢ değer sürede farklı temperlenme sıcaklıkları bir diyagrama taĢınır. Sıcak iĢ takım çeliklerinde ve yüksek hız takım çeliklerinde sertlik, aynı soğuk iĢ takım çeliklerinde olduğu gibi sürekli bir düĢüĢ göstermeksizin, içerisindeki alaĢım elementi miktarlarına bağlı olarak 500-600

0C sıcaklık aralığında max sertlik sağlar [1].

2.4. YÜKSEK HIZ TAKIM ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ

Yüksek Hız Takım Çelikleri yaygın olarak diğer takımların iĢleme ve talaĢlı imalatında; 400-600 ⁰C aralığında kullanılan çelik grubu olup; sertlik, aĢınma, dayanım ve darbe direnci gibi mekanik özelliklerin oldukça geliĢmiĢ raddede görüldüğü malzemelerdir.

Bu çelikler yüksek sıcaklık dayanımına ve temper sıcaklığına sahip; yaklaĢık 600 ⁰C mertebelerindeki uygulamalarda kullanılan takım çelikleri grubuna aittir.

Yüksek hız takım çeliklerinin yüksek sıcaklıklarda dahi iyi mekanik özelliklere sahip olmaları, kimyasal bileĢimlerinde W, Cr, Mo, V elementlerinin oluĢturduğu

karbürlerin bulunmasından ötürüdür. Bu yüzden, kimyasal bileĢimlerinde en az % 0,8 oranında C bulunmaktadır [4,5]. Bu tip çeliklerde alaĢım elementi miktarı diğer takım çeliklerine kıyasla daha fazladır ve içeriklerinde W, V, Mo, Co, Cr gibi elementler bulunur. En yaygın kullanılan yüksek hız takım çelikleri; 1.3207, 1.3247, 1.3343, 1.3243 kalite çeliklerdir. Yüksek takım ömrü beklenen kaba ve hassas iĢlemelerde, her türlü freze, profil kesme bıçaklarında, broĢlarda, ovalama tarak-makaralarında ve her türlü kesici takımda kullanım alanları yaygındır [4,6].

2.5. PLASTĠK KALIP ÇELĠKLERĠNĠN ÖZELLĠKLERĠ

Plastik Kalıp Çeliklerinin oksidasyon dirençleri ve parlatılabilme özellikleri ile ön plandadırlar. Sanayide, plastik ekstrüzyon, enjeksiyon gibi Ģekillendirme kalıplarında, korozif plastiklerin ĢiĢirme kalıplarında, kalıp hamillerinde, kullanılırlar [4].

BÖLÜM 3

ÇELĠKLERE UYGULANAN ISIL ĠġLEMLER

Metallerin mekanik özelliklerini geliĢtirmek amacı ile uygulanan iĢlemlerin genel adına Isıl ĠĢlem denir. Metalurjik bir iĢlem türü olup, metalleri belirli bir sıcaklıkta tavlayarak yapılarını istenilen faza getirerek yapılır. Bundan sonraki iĢlemde metal ani olarak soğutulur ve bu sayede granüller oda sıcaklığında termodinamik açıdan denge fazı olmayan bir faza hapsolmuĢ olur. Bu faz genellikle malzemenin daha spesifik mekanik özellikler gösterdiği bir fazdır [8].

ġekil 3.1. Fe-C denge diyagramı.

Malzemenin sertliğinin artması ile aĢınma dayanımı da artar ve aynı zamanda malzeme daha gevrek olup ve tokluğu azalır. Yani ısıl iĢlem bazı mekanik özellikleri iyileĢtirirken bazılarını da kötüleĢtirir. Bu anlamda kullanım alanı için en uygun noktayı bulmak esastır. Isıl iĢlem sırasında; sıcaklık, zaman ve atmosferin eĢ zamanlı kontrolü ile uygun Ģartlar sağlanarak istenilen nitelikteki malzeme üretilmiĢ olur.

ġekil 3.2. TTT diyagramı.

3.1. SERTLEġTĠRME

SertleĢtirme, çeliğin kritik A3 veya A3, 1sıcaklık üzerine ısıtılması (ostenitleme sıcaklığı) ve bu sıcaklıkta kristal yapının değiĢmesine imkan verecek kadar tutulduktan sonra hızlıca soğutulup yapının martenzit fazına dönüĢtürülmesi Ģeklinde gerçekleĢir. Bu iĢlem sonrası çelik çok sert ve kırılgandır. SertleĢtirme iĢlemi sonucu çeliğin dayanım, akma sınırı vb. mekanik özellikleri yüksek miktarda artar. Çeliğin sertliğinin artması, martenzit oluĢumu ile paraleldir. Bunun için; Çelik sertleĢebilir özellikte olmalı, martenzit oluĢturacak kadar kısa bir sürede hızla soğutulması gerekmektedir. Çelik, ostenit bölgesine kadar ısıtılmalıdır. Soğutma ortamının sıcaklığı, çeliğin Ms sıcaklığının altında olmalıdır [8].

3.1.1. Martenzit OluĢumunda Kristal Yapıda GerçekleĢen Olaylar

Oda sıcaklığında meydana gelen kristal kafes yapıları için çıkıĢ yapısı ostenittir.

Ostenit YMK yapıya sahip olup Ferrit HMK yapıya sahiptir. Bu fazda östenit ölçüsü 3.63A iken ferrit 2.86A‟dır. Östenit değerinin daha yüksek oluĢu, daha çok karbon atomunun gama kristalleri içerisinde barınmasını sağlar. Oda sıcaklığında ostenite rastlanmaz ve soğutma hızına bağlı olarak baĢka bir yapı değiĢtirir. YavaĢ soğutma olursa ostenitin bünyesinde çözünmüĢ olan karbon rahatlıkla dıĢarıya çıkabilir ve yapı ferrit+sementit karıĢımına dönüĢür. Hızlı soğutma olursa, sıcaklığın ani düĢmesiyle birlikte, gama kristalleri içerisindeki karbon atomları yerlerinde kalmak

istemeyerek yapı dıĢına çıkmak isteyeceklerdir. Fakat zaman bunun için yeterli değildir. Zamanın çok kısa oluĢu karbon atomlarını kafesin içine hapseder ve Karbonun zoraki bulunduğu bu yapıya “martenzit yapı” denir.

Martenzit, HMT yapıya sahiptir, bu yapıda birim kafesin iki boyutu (a) eĢit uzunlukta, üçüncü boyutu (c) ise karbonun hapsedilmesi sonucu biraz uzamıĢtır.

HMT yapının boyutlarındaki oran (c/a) çeliğin içerdiği karbon miktarına bağlı olarak artar ve en fazla 1.08 değerine ulaĢır. Martenzit sertliğinin asıl nedeni çeliğin kristal yapısındaki bu değiĢimdir. Martenzitin yoğunluğu östenitten daha azdır. Dolayısıyla dönüĢüm sırasında bir hacimsel artıĢ ve geniĢleme oluĢur. Doğal olarak bu geliĢme ile birlikte yüksek iç gerilimler oluĢturur. Ġç gerilimleri fazla olan bu yapının Ģekil değiĢtirme yeteneği çok az, sertliği ise kullanılamayacak kadar yüksektir. Soğutma ortamının sıcaklığı, çeliğin Ms‟nin altında olmalıdır.

Çeliğin yavaĢ soğutulmasıyla perlit hızlı soğutulmasıyla da martenzit oluĢur.

Soğutma hızı martenzit oluĢturabilecek kadar hızlı değilse bu kez de oluĢan yapılara trostit, sorbit, ince perlit gibi adlar verilir. Bir çeliğin hangi sıcaklıklarda, ne kadar zamanda, hangi yapıya dönüĢeceğinin bilinmesi gerekir [8].

3.1.2. Malzeme Boyutları

Malzeme kalınlığı arttıkça yüzeyden merkeze doğru dengesiz sertleĢme söz konusu olacaktır. Tersine su verilen parça çok inceyse soğutma hızı çok daha hızlı olacak ve bu durum da çatlama ve çarpılma riski oluĢturmaktadır [8].

3.1.3. Çeliklerin SertleĢtirmesi ĠĢleminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

- Parça üzerinde yağ, is, oksit vb yabancı maddeler olmamalıdır, bu sertleĢtirmeyi olumsuz etkiler, kimi bölgeler daha sert kimi daha yumuĢak olabilir.

- Bazı uygulamalarda delik, kanal, büyük kesit değiĢimlerinde görülen çatlama ve çarpılmaları önlemek için tıkama yoluna gidilir. Bunun için genellikle ateĢ toprağından yapılmıĢ çamur kullanılır. Vida delikleri ise vidayla tıkanabilir,

deliklere dıĢ bükey havĢa açmakta bir yöntemdir.

- Keskin kesit değiĢimi olan yerlerde, kesit farkını gidermek için uygun çelik bloklar kullanmak, tellerle sararak üzerini ateĢ çamuru ile sıvamak çözüm olabilir.

- Atmosfer kontrollü fırın kullanılmalıdır.

- Daralan kesitli parçalarda öncelikle kesitin daha kalın olan yerinden su verme iĢlemine baĢlanılmalıdır.

- ĠĢ parçaları fırından alınırken mümkünse ince ve noktasal basan kıskaç kullanılmalıdır, bu lokal yumuĢak kalma olasılığı olan bölgelerin oluĢmasını önler [8].

3.2. TAVLAMA

Metali yumuĢatma amaçlı uygulanan ısıl iĢlemlerin geneline verilen isimdir.

Tavlama yapılarak malzemenin iĢlenebilme özelliği, sıcak ve soğuk Ģekillendirme yeteneği arttırılır. ĠĢleme, dövme veya kaynak sonrası oluĢan iç gerilimler alınır.

Tavlama ile mekanik özellikler iyileĢtirilir, süneklik özellikleri arttırılır ve kimyasal homojensizlik giderilir. Bununla birlikte sertleĢtirme öncesi yapılan tavlama, malzemenin içyapısını sertleĢtirmeye uygun hale getirir. Tavlama terimi genellikle östenit fazı içinde ısıtma ve daha sonra yavaĢ soğutmayı ifade eden tam tavlama olarak belirtilir.

ġekil 2.3. Tavlama iĢlemi.

Tane küçültmek, Çeliklerin elektrik ve manyetik özelliklerini iyileĢtirmek, iĢlenebilirliğini artırmak, mikroyapıyı homojenleĢtirmek, max yumuĢaklığı gerçekleĢtirmek, Ģekillenebilme yeteneğini arttırmak tavlama iĢlemnin baĢlıca

faydalarındandır [8].

Normalizasyon Tavlaması: Bu iĢlem malzemenin kritik sıcaklık üzerine ısıtılıp, havada soğutulması sonucu gerçekleĢtirilebilinir. Bu iĢlem sıcak haddelenmiĢ çeliklerin tane yapısını inceltip, mikroyapının homojenliğini arttırır ve özelliklerini güçlendirir [9].

Gerilim Giderme Tavlaması: Bu iĢlem kritik sıcaklık bölgesinin aĢağısındaki sıcaklıklarda yapılır. Soğuk iĢlem, kesme, vb. gibi iĢlemlerden kaynaklanan gerilimlerin yok edilmesi amaçlanır [9].

Bu iĢlem, bazen dönüĢüm sıcaklığı veya kritik sıcaklık altı tavı olarak da adlandırılır.

Mikro yapıyı değiĢtirmek veya mekanik özelliklerin geliĢtirilmesi amacı gütmez [8].

Yeniden kristalleĢme tavlaması: Plastik Ģekil değiĢtirme sonucu tane yapısı bozulmuĢ ve iç gerilimler oluĢmuĢ bir malzemede, yeni tanelerin oluĢmasını ve bu arada gerilme giderilmesini de sağlayan ısıl iĢlemdir. Bu Ģekilde malzeme hem Ģekil değiĢimi öncesi özelliklerini kazanırken, hem de ince taneli bir yapı elde edilir.

Çelikler için bu sıcaklık, 450-700 ⁰C arasıdır. Yeniden kristalleĢme sıcaklığının üzerinde yapılan Ģekillendirme iĢlemleri sıcak, altında yapılan iĢlemler soğuk Ģekillendirme olarak isimlendirilir [10].

Soğuk sertleĢmeyi gidermek ve soğuk Ģekil değiĢtirmeden sonra azalan uzama kabiliyetini yeniden kazanmak amacı ile uygulanır. Malzeme yeniden kristalleĢme eĢiği üzerindeki bir sıcaklıkta tavlanır. Bu sıcaklık her malzeme için soğuk Ģekil değiĢtirme miktarına göre değiĢir. Çelik, kuvvetli bir soğuk Ģekil değiĢtirmeden sonra 300 ⁰C „ da, zayıf bir soğuk Ģekil değiĢtirmeden ise, yaklaĢık 500 ^oC „da yeniden kristalleĢir ( Ġnce sac için soğuk hadde ürünleri, tel, boru ve profil çekiminde ).

Soğuk Ģekil verme iĢlemi sırasında malzeme sertleĢtiği için, iĢlemler arasında malzeme yeniden Ģekil değiĢtirebilir hale getirilmelidir. Bu nedenle yeniden kristalleĢme tavlamasına ara tavlama denilir. Derin çekme parçaları için de gerekli bir tavlama türüdür [8].

3.3. MENEVĠġLEME

Bu iĢlem sonucunda sertleĢtirilmiĢ malzemelerin gerginliğini ve gevrekliği azaltılabilinmektedir [11]. SertleĢtirme sırasında oluĢan martensit yapı birçok uygulama için oldukça sert ve gevrek olup darbe direnci ve dövülebilme özelliği düĢüktür. Bununla birlikte hızlı soğuma sonucu parçada yüksek gerilimler meydana gelir. Hem parçanın gevrekliğini gidererek daha tok bir yapı kazandırmak hem de iç gerilimlerini azaltabilmek amacı ile meneviĢleme ısıl iĢlemi uygulanır. MeneviĢleme, su verilip sertleĢtirilmiĢ çeliklerin ötektoid sıcaklığın altındaki sıcaklıklarda bellirli bir süre ısıtılması iĢlemidir [8].

SertleĢtirilmiĢ çelikler meneviĢlendiğinde, çekme dayanımı ve akma sınırı düĢük meneviĢ sıcaklıklarında pek az artma gösterebilir, ancak artan meneviĢ sıcaklıklarında sertlikte olduğu gibi devamlı düĢme gösterirler. Buna karĢın, malzemenin Ģekil değiĢebilirlik karakteristikleri olan kopma uzaması, kesit daralması ve çentik darbe dayanımı, meneviĢ sıcaklığı arttıkça artar. MeneviĢ gevrekliği gösteren çeliklerde, kırılganlığın meydana geldiği meneviĢ sıcaklıklarında tavlama yapılırsa ya da bu sıcaklık bölgesinden yavaĢ soğuma ile geçilirse, Ģekil değiĢtirme karakteristiklerinde büyük düĢme görülebilir.

3.4. SIFIRALTI ĠġLEMĠ

Kriyojenik iĢlem olarak da adlandırılan bu iĢlem yüksek aĢınmaya maruz kalantakımlarda aĢınma direncini artırma amaçlı uygulanan modifiye edilmiĢ bir soğutma iĢlemidir. Takım çeliklerine uygulanan geleneksel sertleĢtirme yöntemlerinde çelik östenitleme iĢleminin ardından çelik cinsine bağlı olarak çeĢitli soğutma ortamlarında minimum mümkün sıcaklık olan oda sıcaklığına kadar soğutulur ve martenzitik yapı elde edilir. Yüksek alaĢımlı çeliklerde ise sertleĢmeyi sağlayan martenzitik dönüĢüm belirli bir sıcaklıkta (150-300 ⁰C) baĢlar ve oda sıcaklığında sona ermez.

Oda sıcaklığına kadar yapılan konvansiyonel soğutmayla bu tür çeliklerin bünyesinde yüksek oranda kalıntı östenit olarak adlandırılan metastabil faz bulunur

(1.2379 çeliğinde sertleĢtirme sıcaklığına bağlı olarak kalıntı östenit miktarı %12-20 arasında değiĢim gösterir).

Takımın aĢınma direnicini kötü etkileyen kalıntı östenit fazını gidermenin en etkili yolu konvansiyonel soğutma ardına sıfır altı iĢleminin uygulanmasıdır. Sıfır altı iĢleminde parçalar sıvı azotun buharlaĢtırılmasıyla -185 ⁰C'ye kadar soğutularak maksimum oranda aĢırı doygun martenzitik yapı elde edilir. Sıfır altı iĢlemini takiben uygulanan meneviĢleme iĢleminde ise konvansiyonel sertleĢtirme iĢleminde gözlenmeyen eta karbürler çelik matrisinde çökelir, hem artık östenitin giderilmesi hem de eta karbür çökelmesine bağlı olarak yüksek alaĢımlı çeliklerde maksimum aĢınma direnci elde edilir. Avantajları;

- Metalin rezonans.

- Frekansı artırılır ve daha canlı tınılar elde edilir.

- Yüksek aĢınma direnci.

- Çelik cinsine bağlı olarak 1-3 HRC sertlik artıĢı.

- Yüksek tokluk.

- Kalıntı ostenitin giderilmesi ve yapının martenzite dönüĢmesi.

- Minimum boyutsal değiĢim.

- Çok ince η-karbür (eta karbür) partiküllerinin martenzit matris üzerinde homojen olarak çökelmesi.

- Sertlik dağılımının düzenlenmesi.

- Bir çok mekanik özelliği etkileyen iç gerilmelerin ve kalıntı gerilmelerin giderilmesi.

- Tokluğu arttırır, aĢınma dayanımını arttırır, yorulma dayanımını arttırır [8].

BÖLÜM 4

DENEYSEL ÇALIġMALAR

Bu çalıĢmada, haddehanelerde sıcak kesim bıçak uygulamalarında DIN 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr kalite sıcak iĢ takım çeliklerinin laboratuvar koĢullarındaki mekanik özellikleri incelenmiĢ, devamında da Hadde uygulamalarındaki gerçek çalıĢma performansı değerlendirilmiĢtir. Mekanik testler olarak sertlik ölçümü, darbe testi ve abrasif aĢınma testleri uygulanmıĢtır.

Bıçak Malzemelerin kimyasal bileĢimleri, Spektramax marka spektral analiz cihazında (ġekil 4.1) yapılmıĢ olup Çizelge 4.1‟de incelenen takım çeliklerin kimyasal bileĢimleri verilmektedir.

ġekil 4.1. Spektramax Marka spektromere cihazı.

Çizelge 4.1. DIN 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr malzemelerin kimyasal analiz değerleri [34].

Malzeme

% BileĢim

C Si Cr Mo Mn V

1.2344 0,40 1,00 5,30 1,40 0,35 1,00

1.2367 0,38 0,40 5,00 3,00 0,40 0,50

1.2367esr 0,37 0,40 5,00 3,00 0,50 0,6

Karbürce zengin olan sıcak iĢ takım çeliklerinin sürtünme ve/veya bıçak uygulamalarındaki optimum performansla çalıĢabilmesi için ısıl iĢlem geçmiĢinin çok iyi olması gerekmektedir. Bu bağlamda malzemelerin MeneviĢleme diyagramı çıkarılmıĢtır. Ostenitleme iĢlemi vakum fırınında 1050 ⁰C‟de yapılıp ardından yağda soğutma ile su verilmiĢtir. MeneviĢleme ısıl iĢlemi SCHMETZ Marka fırında 250 ve 350 ⁰C‟de 2 saat, 450, 550 ve 625 ⁰C‟de ise 2.5 saat süre ile yapılmıĢtır (ġekil 4.2.).

(a)

(b)

ġekil 4.2. a) SCHMETZ marka ısıl iĢlem fırını, b) Isıl iĢlem basamakları.

Bu çalıĢmada, mekanik testlerde ve uçar makas uygulamalarında kullanılacak takım çeliklerinin ısıl iĢlemi için optimum özelliklerin belirlendiği koĢul olan 1050 ⁰C‟de ostenitleme ardından yağda su verme ve 550 ⁰C‟de 2,5 saat meneviĢleme iĢlemi uygulanmıĢtır.

AĢınma ve Darbe testleri için numuneler, Robofil 240 marka tel erezyon cihazı (ġekil 4.3.) yardımı ile çıkartılmıĢtır. AĢınma için 14x19x50 mm boyutlarında, Darbe için ise 10x10x55 mm boyutlarında numuneler elde edilmiĢtir.

ġekil 4.3. Robofil 240 tel erezyon cihazı.

Labaratuvarda karakterizasyonu gerçekleĢtirilen malzemelerin hadde uygulamalarındaki gerçek performansını ölçebilmek adına MillPlus iĢleme merkezinde, teknik resme göre her malzemeden bıçaklar yapılmıĢtır (ġekil 4.4.).

ġekil 4.4. MillPlus iĢleme merkezi.

Uygulanan Isıl iĢlemden sonra mikroyapı analizi çıkarılan numuneler 200-1200 mesh silisyum karbür zımpara ile zımparalanmıĢ (ġekil 4.5.) ve ardından parlatma iĢlemi yapılmıĢ ve parlatıldıktan sonra da % 3 Nital ile yüzeyleri dağlanmıĢtır. Mikroyapı analizi ve mekanik testler sonrası hasar mekanizmasının belirlenmesi için kırık yüzey analizi, EDS aparatı içeren Zeiss Ultra Plus SEM (ġekil 4.6.) cihazında gerçekleĢtirilmiĢtir.

ġekil 4.5. Struers tegrapol 21 otomatik parlatma cihazı.

ġekil 4.6. Zeiss Ultra Plus SEM cihazı.

Ġncelenen takım çeliklerinde oluĢan faz ve karbürlerin tipini belirlemek için Rigaku Ultime IV cihazında XRD analizi gerçekleĢtirilmiĢtir. XRD analizi sırasında Kα

ıĢıması kullanan Cu tüp içinde 40 kV gerilim, 40 mA akım altında 0.02 adım geniĢliğinde 30-150 aralığında 3,5 ^o/dakika hızında ölçüm gerçekleĢtirilmiĢtir.

ġekil 4.7. Rigaku marka XRD analiz cıhazı.

Takım Çeliği numuneleri üzerinden gerçekleĢtirilen sertlik ölçümleri standart Rockwell C esasına göre yapılmıĢtır (ġekil 4.8.).

ġekil 4.8. Qness marka sertlik test cihazı.

Malzemelerin dinamik zorlamalara karĢı göstereceği direnci tayin edebilmek adına Darbe testleri (charpy tipi) TS EN ISO 148-1 standardına göre Zwick marka darbe cihazında oda sıcaklığında ve 400 ⁰C sıcaklıkta yapılmıĢtır (ġekil 4.9). MeneviĢleme ısıl iĢleminden sonra standarda göre hazırlanan darbe numuneleri 450 J kapasiteli

darbe test cihazı ile darbe dayanımı incelenmiĢtir. Darbe testlerinin yapıldığı ortam sıcaklığı 25,6 ⁰C Nem ise %46 olarak ölçülmüĢtür. Çentikli kısmın altında kalan alan test cihazından okunan enerji değerine oranlanıp kJ/m² cinsinden darbeye karĢı gösterdikleri direnç ölçülmüĢtür.

ġekil 4.9. Zwick/Roell RKP450 sarkaç tipi darbe test cihazı.

Isıl iĢlemi yapılmıĢ olan 14x19x55 mm boyutlarındaki numunelere AĢınma Deneyleri Abrasiv tambur üzerinde blok tipi aĢınma cihazında Ø150x500 mm boyutlarında tambur üzerine 60 ve 220 mesh ölçülerinde zımpara ile kaplanarak, 10,30,50 N yükde 300 devir/dakika ve 80 N yük altında 350 devir/dakika hız ile toplamda 18‟er metre aralıklarla toplamda 54 metre yol aldırılarak gerçekleĢtirilmiĢtir. AĢınma deneyi süresince numunenin daima temiz zımpara üzerinde sürtünmesi için zımpara kaplı tambur dönerken numune tutucu kol yatay eksende hareket ederek zımpara kağıdında spiral Ģekilli iz oluĢturmuĢtur.

ġekil 4.10. Abrasiv tambur üzerinde blok aĢınma cihazı.

ĠĢleme Merkezinde iĢlenen bıçakların çalıĢma performansları SAKA D.Ç. San. Tic.

A.ġ‟de ölçülmüĢtür (ġekil 4.11.). Belirli kalitede takılan bıçak, üretimi ve\veya partiyi tamamladıktan sonra çıkarılmıĢ kesme köĢesindeki düzleĢme bölgesinin geniĢliği mm cinsinden ölçülerek aĢınma miktarı belirlenmiĢtir. Her bir bıçakta ölçülen kesme ağzı düzleĢme miktarı kesme miktarına oranlanarak “mm/kesim sayısı” biriminde normalize edilmiĢtir.

ġekil 4.11. Saka D.Ç. sıcak hadde tezgahı.

BÖLÜM 5

DENEYSEL SONUÇLAR VE TARTIġMA

5.1. MENEVĠġLEME DĠYAGRAMININ ÇIKARTILMASI

MeneviĢleme ısıl iĢlemi uygulanmıĢ malzemelerin farklı meneviĢ sıcaklarına karĢı ölçülen sertlik değerleri Çizelge 5.1.‟de verilmiĢtir. Bu ölçümler neticesinde ġekil 5.1.‟deki meneviĢleme diyagramı oluĢturulmuĢtur.

Çizelge 5.1. Farklı sıcaklıklarda meneviĢlenen takım çeliklerinin sertlik değiĢimi.

MeneviĢleme Sıcaklığı (⁰C) 1.2344(HRC) 1.2367(HRC) 1.2367esr(HRC)

0 56 56 57

250 50 54 54

350 52 53 52

450 55 54 53

550 53 55 55

625 45 50 52

ġekil 5.1. DIN 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr takım çeliklerinin meneviĢleme diyagramı.

ġekil 5.1.‟de verilen MeneviĢleme grafiği incelendiğinde 3 malzemenin de ikincil sertlik oluĢturduğu gözlemlenmektedir. 1.2344 450 ⁰C‟de ve 1.2367 ile 1.2367esr malzeme ise 550 ⁰C‟de ikincil sertlik göstermiĢlerdir. MeneviĢleme diyagramı incelendiğinde Sıcaklık artıĢı ile 1.2344‟ün meneviĢ çizgisinin daha keskin bir geçiĢ sergilediği, 1.2367 ve 1.2367esr‟nin ise daha yumuĢak bir geçiĢ sergilediği gözlemlenmiĢtir [4,6]. Bu da 1.2367 ve 1.2367esr malzemelerin meneviĢlemeye karĢı dirençlerinin nispeten daha yüksek olduğu anlamına gelmektedir [14,18].

5.2. MĠKROYAPI SONUÇLARI

ġekil 5.2.‟de, incelenen takım çeliklerinin SEM mikroyapıları verilmiĢtir. 1.2344, 1.2367 ve 1.2367 esr sıcak iĢ takım çeliklerinin üzerinden alınan SEM mikro fotoğraflarında matris, tane sınırı boyunca uzanmıĢ kütlesel açık gri renkli fazlar, noktasal beyaz renkli çökeltiler ve koyu gri renkli küresel partikül bulunmaktadır.

1.2344 kalite takım çeliğinin mikroyapısına kıyasla 1.2367 kalite çelikte tane sınırlarında oluĢan açık gri renkli fazlar kaba ve süreklidir [10,11]. 1.2344 ve 1.2367 kalite çeliğin mikroyapısında tane sınırında oluĢan fazlar çözünmemiĢ (undessolved) sert karbürlerdir [11]. 1.2367esr malzemede ise tane sınırı boyunca uzanmıĢ kütlesel açık gri renkli fazlar ve koyu gri renkli küresel partikül hiç bulunmamakla birlikte noktasal beyaz renkli çökeltiler ise oldukça ince ve seyrek bir Ģekilde dağılmıĢtır [15]

0 10 20 30 40 50 60

0 200 400 600 800

Sertlik (HRC)

Menevişleme Sıcaklığı (°C)

DIN1.2344 DIN1.2367 DIN1.2367esr

Malzeme DüĢük Büyütme (500X) Yüksek Büyütme (3000X)

1.2344

1.2367

1.2367esr

ġekil 5.2. Ġncelenen DIN 1.2344, 1.2367 ve 1.2367esr takım çeliklerinin SEM görüntüleri.

ġekil 5.3.‟de 1.2344 kalite çeliğin üzerinde fazlardan alınan EDS sonuçları ve SEM mikroyapısı verilmektedir. SEM mikroyapısı üzerinde 1 nolu bölge matrisi içermektedir. 2 nolu küresel beyaz renkli bölge Molibden, Krom ve Vanadyumca zengin çözünmemiĢ karbürdür. 3 nolu faz ise açık gri renkli tane sınırları boyunca uzanan faz olup Mo, Cr ve V içeren çözünmemiĢ karbürdür. Ġkincil sertleĢmeye ve yüksek sıcaklıklara çıkıldıkça sertliğin düĢmemesine bu karbürler neden olmuĢtur [2,3,4]. ġekil 5.3.‟de gözlenen koyu gri renkli Ģekilsiz partiküller Silisyum ve Oksijen piki içerdiğinden zımparadan kopup malzemeye yapıĢan SiO2 olduğu düĢünülmektedir. Matris mikroyapısı beynitiktir [11,12].

(a)

(b)

(c) NOKTA C Si V Cr Mn Fe Mo

1 6.1 1.02 1.15 6.4 0, 8 73.46 12.16 2 5.84 2.74 5.25 5.42 1.63 40.19 38.93 3 2.66 - 5.25 5.42 0.64 89.33 38.93 ġekil 5.3. a) ve b) 1.2344 sıcak iĢ takım çeliğine ait SEM mikroyapısı, c) EDS

sonuçları.

1.2367 kalite takım çeliğinin SEM görüntüsünde gözlenen açık beyaz renkli küresel, koyu gri renkli küresel ve tane sınırlarına uzanmıĢ açık gri renkli fazlardan alınan EDS sonuçları ġekil 5.4.'de verilmektedir. Koyu gri olarak görülen 4. bölgenin açık olarak Mo, Mn ve Cr elementleri bakımından zengin iken beyaz renkli olarak görülen 2. bölgede ise Mo ve Cr elementlerince zengin çözünmemiĢ karbürlerden oluĢtuğu ortaya çıkmıĢtır. 1.2344 takım çeliğinden farklı olarak 1.2367 kalite takım çeliğinde oluĢan çözünmemiĢ karbürlerin V içermemesi kimyasal bileĢiminde vanadyumun az olmasına dayandırılabilir.

(a)

(b) _{NOKTA C Si V Cr Mn Fe Mo}

1 2,82 0,48 0,53 4.94 0.41 88.67 2.16

2 3.48 1.45 0,63 5.13 0,68 72.46 16.16

4 2.24 0.15 0.35 3.86 34.52 24.62 34.25

ġekil 5.4. a) 1.2367 sıcak iĢ takım çeliğine ait SEM mikroyapısı, b) EDS sonuçları.

1.2367 sıcak iĢ takım çeliğinin matrisinde açık gri renkli tane sınırı boyunca uzanan fazlardan alınan EDS analizi ġekil 5.5.‟ de verilmiĢtir. Buna göre, açık gri renkteki çökelme molibden ve demirce zengin iken faz içerisinde yer yer koyu gri renkli renklenme bölgelerinde V zenginleĢmektedir. Ġkincil sertleĢmeye bu karbürler neden olmuĢtur [2]. Bu durum 1.2367 kalite sıcak iĢ takım çeliğinde oluĢan karbürlerin homojen olmadığını göstermektedir.

(a)

(b)

ġekil 5.5. a) 1.2367 sıcak iĢ takım çeliğine ait SEM mikroyapısı, b) Çizgisel EDS sonuçları.

(a)

(b) NOKTA C Si V Cr Mn Fe Mo

1 1.31 0.05 0.22 3.41 0.00 93.17 1.84 2 14.76 0.07 37.19 6.72 0.05 31.57 8.93 5 2.73 0.22 0.46 4.76 0.00 89.89 1.44

ġekil 5.6. a) 1.2367esr sıcak iĢ takım çeliğine ait SEM mikroyapısı, b) EDS sonuçları.

1.2367esr sıcak iĢ takım çeliğinin matrisinde, diğer malzemelere kıyasla açık gri renkli tane sınırı boyunca uzanan fazların olmadığı gözlemlenmiĢtir. Matristen ve küresel partiküllerden Alınan EDS analizi ġekil 5.6.‟ da verilmiĢtir. Buna göre, 2 numaralı beyaz renkteki çökelmede molibden, vanadyum ve krom elementlerince zengin olduğu gözlemlenmiĢtir. Literatürle uyumlu olarak, matris yapısının beynitik olduğu düĢünülmektedir [16].

Ġncelenen malzemelerin mikroyapısındda oluĢan faz ve karbürlerin tipini belirlemek için gerçekleĢtirilen XRD analiz sonuçları ġekil 5.7.‟de verilmiĢtir. XRD analiz sonuçları incelenen takım çeliklerinin yapısında çözünmemiĢ Cr₇C₃, Cr₂₃C₆, (Mo,Fe,Mn)₂C ve MoC karbürlerinin yer aldığını göstermektedir. 1.2344 takım çeliğinde diğerlerinden farklı olarak yapısında yüksek miktarda vanadyum içerdiğinden dolayı çözünmemiĢ VC karbürlerinin varlığı tespit edilmiĢtir. EDS analiz sonuçlarına göre ġekil 5.2.-ġekil 5.5.‟de verilen mikroyapıda küresel beyaz renkli fazların çözünmemiĢ Cr7C₃ karbür olduğu [17], tane sınırı boyunca uzanan açık gri renkli karbürlerin ise Cr23C₆ olduğu düĢünülmektedir. ġekil 5.4.‟de 4 nolu koyu gri renkli fazın EDS sonucundan yola çıkarak bu partikülün (Mo,Fe,Mn)2C karbürü olduğu kanısına varılmıĢtır. Bu karbüre ait görüntü 1.2367 haricindeki malzemelerin SEM fotograflarıyla desteklenememiĢtir. Buna ilave olarak XRD piki olarak gözlenen MoC ve VC tipi karbürlerin görünümü SEM mikroyapısı üzerinde gösterilememiĢtir.

(a)

(b)

(c)

ġekil 5.7. Ġncelenen a) 1.2344, b) 1.2367, c) 1.2367esr Takım çeliklerinin XRD analiz sonuçları.

5.3. MEKANĠK ÖZELLĠKLER

Ġncelenen numunelerin HRC biriminde sertlik değerleri darbe testi sonrası ikiye bölünen numunelerin üzerinden alınmıĢ olup Çizelge 5.2.‟de verilmiĢtir. Bu çalıĢmada darbe testleri hem oda sıcaklığından hem de 400 ⁰C‟de yapılmıĢtır. Sertlik ölçümü için darbe numunelerinin kullanılması ile numunelere ugulanan ısıtma iĢleminin sertlik üzerine etkisi belirlenmiĢtir. ġekil 5.8. incelendiğinde 1.2344 ile 1.2367 numunelerinin sertlikleri aynı ve yüksek (55 HRC) iken 1.2367 esr numunesinin sertliği biraz düĢüktür (51 HRC). Ġncelenen numunelerin sertliklerinin az miktarda düĢtüğü gözlenmiĢtir.

Çizelge 5.2. Darbe numunelerinin oda sıcaklığında ve 400 ⁰C‟de ki sıcak darbe sonrası sertlik değerleri.

1.2344 1.2344(400⁰C) 1.2367 1.2367(400⁰C) 1.2367esr 1.2367esr(400⁰C)

55 54 55 54 51 49

ġekil 5.8. Darbe numunelerinin 25 ve 400 ⁰C‟de ki sıcak darbe sonrası sertlik değerlerinin grafik ile gösterimi.

45 47 49 51 53 55

Sertlik (HRC)

25°C

1,2344 1,2367 1,2367esr

400°C

Malzemelerin Darbe Cihazında absorbe ettikleri enerji miktarı Çizelge 5.2.‟de verilmiĢtir. Çizelge 4.1. incelendiğinde 1.2367 ve 1.2367esr malzeme aynı kimyasal bileĢime sahip olmasına rağmen darbeye karĢı gösterdikleri dirençte çok ciddi bir fark olduğu (ġekil 5.9.), bu farkın da esr üretim tekniği ile daha homojen bir iç yapıdan (tane boyutu, karbür miktarı ve boyutu v.b) kaynaklanmıĢtır [10,12]. Bu fark, SEM mikroyapılarında (ġekil 5.2.) açıkça gözlemlenebilmektedir. Genel olarak darbe deney sıcaklığı yükseldikçe, malzemelerin süneklikleri artmaktadır [9]. ESR yöntemiyle üretim, kırılma enerjisi ve mikroyapı açısından konvensiyonel üretime göre daha yüksek ve geliĢmiĢ özellikler göstermektedir [12].

Çizelge 5.3. Malzemelerin darbe enerjileri.

1.2344 1.2367 1.2367esr

25 ⁰C 81 kJ/m² 62 kJ/m² 158 kJ/m²

400 ⁰C 93 kJ/m² 125 kJ/m² 568 kJ/m²

ġekil 5.9. Malzemelerin darbe enerjilerinin grafikte gösterimi.

Sıcak iĢ takım çeliklerine 25 ⁰C‟de ve 400 ⁰C de yapılan darbe numunelerinin SEM görüntüleri sırasıyla ġekil 5.10. ve ġekil 5.11‟de verilmiĢtir.

0 100 200 300 400 500 600

kJ/m²

25°C

1.2367esr 1,2344 1,2367

400°C

25 ⁰C düĢük Büyütme(500x) 25 ⁰C yüksek Büyütme(1000x) 1.2344

1.2367

1.2367esr

ġekil 5.10. 25 ⁰C‟deki Darbe numunelerinin SEM görüntüleri.

ġekil 5.10. incelendiğinde incelenen malzemelerin gevrek karakterde olup düz yüzeyli bir kırılma sergilediği gözlemlenmektdir [10]. 1.2367esr kalite takım çeliği oda sıcaklığında diğerlerine kıyasla daha yüksek enerjide kırılmasına rağmen kırık yüzey açısında dikkatli bakılmadıkça fark gözlenmeyebilir. Fakat kırık yüzeyinde yer yer plastik deformasyon izleri taĢıyan bölgeler bulunabilmektedir.

400 ⁰C DüĢük Büyütme(500x) 400 ⁰C Yüksek Büyütme(1000x) 1.2344

1.2367

1.2367esr

ġekil 5.11. 400 ⁰C‟deki darbe numunelerinin SEM görüntüleri.

ġekil 5.11. incelendiğinde 1.2344 ve 1.2367 malzemede çok sayıda dimpel karakterinde sünek kırılmalar gözlenmektedir. 1.2367esr malzemede ise diğerlerine kıyasla daha ince ve homojen dağılmıĢ dimple içeren daha sünek bir kırılma gerçekleĢtiği görülmektedir.

5.4. ODA SICAKLIĞI AġINMA SONUÇLARI

1.2344, 1.2367, 1.2367esr malzemelerine 10,30,50 ve 80N‟da 60 ve 220 mesh zımpara üzerinde 18‟er metre arayla toplamda 54 metre yol aldırılmıĢ ve malzemede meydana gelen ağırlık kayıpları aĢağıdaki tablolarda verilmiĢtir.

Çizelge 5.4. 1.2344 malzemenin 220 ve 60 mesh zımpara üzerindeki ağırlık kayıpları.

Kayma mesafesi (m)

220 mesh 60 mesh

Uygulanan Yük

10 N 30 N 50 N 80 N 10 N 30 N 50 N 80 N 18 0.0592 0.1407 0.1742 0.1547 0.0761 0.1838 0.2386 0.2129 36 0.1167 0.2782 0.3546 0.3175 0.1527 0.3671 0.4861 0.4225 54 0.1759 0.4152 0.5322 0.5223 0.2363 0.5418 0.7339 0.6029

Çizelge 5.5. 1.2367 malzemenin 220 ve 60 mesh zımpara üzerindeki ağırlık kayıpları.

Kayma mesafesi (m)

220 mesh 60 mesh

Uygulanan Yük

10 N 30 N 50 N 80 N 10 N 30 N 50 N 80 N 18 0.0608 0.132 0.1931 0.2481 0.0788 0.1901 0.2514 0.2272 36 0.1234 0.2674 0.3656 0.4877 0.1581 0.3673 0.4858 0.4314 54 0.1858 0.4078 0.5407 0.7380 0.2347 0.5118 0.7286 0.6216

Çizelge 5.6. 1.2367esr malzemenin 220 ve 60 mesh zımpara üzerindeki ağırlık kayıpları.

Kayma mesafesi (m)

220 mesh 60 mesh

Uygulanan Yük

10 N 30 N 50 N 80 N 10 N 30 N 50 N 80 N 18 0,0591 0,127 0,1681 0,2659 0,0721 0,1841 0,2639 0,4034 36 0,1165 0,2562 0,334 0,5054 0,1489 0,3679 0,5118 0,8258 54 0,174 0,3855 0,4924 0,7558 0,225 0,5533 0,7519 1,2164

60 ve 220 mesh zımpara ile aĢındırılan bıçak numunelerinin toplamda 54m sonundaki ağırlık kaybı-kayma mesafesi grafiği aĢağıda gösterilmiĢtir (ġekil 5.12.)

60 Mesh 220 Mesh

10N

30N

ġekil 5.12. Bıçak numunelerinin ağırlık kaybı-kayma mesafesi sonuçlarının karĢılaĢtırılmalı olarak gösterimi.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367

1.2367- ESR

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367

1.2367- ESR

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367

1.2367- ESR

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367

1.2367- ESR

50N

80N

ġekil 5.12. (devam ediyor).

ġekil 5.12. incelendiğinde Yük arttıkça ve abrasif zımpara boyutu irileĢtikçe ağırlık kaybının‟da lineer olarak arttığı gözlemlenmiĢtir. Oda sıcaklığında ESR üretim tekniği ile üretilen 1.2367esr malzemenin 60 ve 220 Mesh zımpara ile yapılan deneylerinde düĢük yüklerde (10,30 ve 50 N yük altındaki) aĢınma miktarının bir miktar daha az olduğu ancak yükün 80 N‟a çıkması ile 1.2367 esr kalite çeliğin diğerlerine kıyasla daha yüksek ağırlık kaybı gösterdiği görülmüĢtür. ġekil 5.12.

incelendiğinde incelenen numunelerin abrasiv ağırlık kaybına ne sertliğin ne de darbe enerjisinin belirgin bir etkisi gözlenmemektedir [4].

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367

1.2367- ESR

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367 1.2367-ESR

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367

1.2367- ESR

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 18 36 54

Ağırlık Kaybı (g)

Kayma Mesafesi (m) 1.2344

1.2367

1.2367- ESR

ġekil 5.12.‟de Ağırlık kaybı- Kayma Mesafesi grafiğinin eğimi alınarak ġekil 5.13.‟deki AĢınma hızı-Uygulanan yük grafiği oluĢturulmuĢtur.

60 Mesh 220 Mesh

ġekil 5.13. AĢınma hızı-Kayma mesafesi grafiği.

ġekil 5.13.‟de görüleceği üzere 220 Mesh zımpara ile yapılan aĢınma deneyinde 10,30 ve 50 N yük altında diğerlerine kıyasla aĢınma hızının bir miktar düĢük olan malzemenin 1.2367esr olduğu gözlemlenmiĢtir.Yükün artması sonucunda 80 N yük altında ise 1.2344 malzemenin aĢınma hızında bir miktar düĢme gözlenmiĢ olup 1.2367 ve 1.2367esr‟de ise aĢınma hızının giderek artmıĢtır.

ġekil 5.13.‟de 60 Mesh zımpara ile yapılan aĢınma sonuçları incelendiğinde 10.30 ve 50N yük altında aĢınma hızının genel olarak birbirine yakın olduğu ancak en az olan malzemenin 1.2367 olduğu gözlemlenmiĢtir. Yükün 80 N‟a çıkması ile 1.2344 ve 1.2367‟nin aĢınma hızında düĢüĢ gözlemlenirken 1.2367 esr‟nin ise Ģiddetli bir Ģekilde arttığı gözlemlenmektedir.

Oda sıcaklığında 60 Mesh zımpara ve 50 ve 80 N yük altında yapılan aĢınma deneyinde oluĢan aĢınma izlerinin SEM görüntüleri ġekil 5.14.‟de verilmiĢtir.

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025

10N 30N 50N 80N

Aşınma Hızı (g/m)

Uygulanan Yük (N)

1,2344 1,2367 1.2367-ESR

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025

10 30 50 80

Aşınma Hızı (g/m)

Uygulanan Yük (N)

1.2344 1.2367 1.2367-ESR

50 N-DüĢük -60 mesh 80 N-DüĢük-60 mesh

1.2344

1.2367

1.2367esr

ġekil 5.14. 60 Mesh 50 ve 80 N yük altında yapılan aĢınma yüzeylerinin düĢük büyütme SEM görüntüleri.

50 N-Yüksek-60 mesh 80 N-Yüksek-60 mesh

1.2344

1.2367

1.2367esr

ġekil 5.15. 60 mesh 50 ve 80 N yük altında yapılan aĢınma yüzeylerinin yüksek büyütme SEM görüntüleri.

Oda sıcaklığında incelenen tüm aĢınma numunelerinin 60 ve 220 mesh zımpara üzerinde 50 ve 80 N yük altında gerçekleĢtirilen aĢınma deneyleri sonucu oluĢan aĢınma yüzeylerinden alınan SEM görüntüleri incelenmiĢtir. Görüntülerde derin yivlerin oluĢtuğu ve zımpara partiküllerinin numuneden plastik deformasyonla

malzeme yüzeyini yanlara doğru ayırdığı görülmektedir [13,14]. 50 N yük altında oluĢan izlerin daha çizgisel olduğu ve 80 N'da oluĢan izlerin zımpara partiküllerinin batarak siyah Ģekilsiz çukur oluĢturduğu görülmüĢtür. Sonuç olarak incelenen aĢınma hızları birbirine yakın olmasından dolayı aynı aĢınma mekanizmasını sergilemiĢtir.

50 N-DüĢük-220 mesh 80 N-DüĢük-220 mesh

1.2344

1.2367

12367esr

ġekil 5.16. 220 Mesh 50 ve 80 N yük altında yapılan aĢınma yüzeylerinin düĢük büyütme SEM görüntüleri.